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兼具优良电学和光电性质的新型二维层状硫化硅结构

北京计算科学研究中心国家千人计划入选者魏苏淮教授美国可再生能源国家实验室的博士后杨吉辉博士通过理论计算的方法,结合复旦大学龚新高教授研究组开发的逆向材料设计方法,提出了一种新型的二维硫化硅材料。在该材料中,硅原子链分别由上下两层硫原子包夹和连接,形成一种三明治结构,使得每个原子均符合八电子配位规则,因而具有很强的化学稳定性。同时,热力学研究表明该材料可以稳定的存在于室温温度。对其电子结构性质的研究发现,该材料具有直接带隙1.2 eV并且具有很好的光吸收性质,因而适用于做太阳能电池吸收材料。不仅如此,对其的电子输运性质研究发现,该材料在室温下具有和单层黑磷原子相媲美甚至更加优异的迁移率,因而可以适用于设计新型二维电子器件。在结构上和过渡金属硫化物如MoS2的相似性,以及在电子结构上和单层黑磷的相似性,使得这种新型材料集二者的优良特性于一身,有望克服单层黑磷不稳定易氧化的缺点和过渡金属硫化物迁移率偏低的缺点,为二维材料的应用带来新的突破。

这一研究成果发表于《Nano Lett.》上。


http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b04341


原文标题:Two-Dimensional SiS Layers with Promising Electronic and Optoelectronic Properties: Theoretical Prediction


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